一種多自由度假肢控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國力的增強(qiáng)和社會(huì)保障制度的逐漸完善，國家對(duì)殘疾人的關(guān)注程度也越來越高，因此可以為殘疾人提供基本生活保障的機(jī)器人假肢也變得越來越重要。
　　本論文主要論述了一種以微型工控機(jī)作為主控板和高性能舵機(jī)做為驅(qū)動(dòng)假肢關(guān)節(jié)的仿人形多自由度上假肢控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，不同于現(xiàn)已存在假肢使用的控制方式，例如肌電控制的假肢、腦電控制的假肢、聲音控制的假肢等等，這些控制方式對(duì)于隨機(jī)目標(biāo)的定位和抓取來說都是比較困難的，需要不斷地練習(xí)和調(diào)整，除了肌電假肢

2、有實(shí)際的應(yīng)用外，其他的控制方式還處在試驗(yàn)室階段。本設(shè)計(jì)通過兩個(gè)小型姿態(tài)傳感器獲得頭部的相對(duì)位姿，通過一個(gè)激光測(cè)距傳感器確定目標(biāo)物的位置以及距離，得到頭部姿態(tài)和目標(biāo)物的距離后，通過空間定位算法可以獲取目標(biāo)物體的空間三維坐標(biāo)值，在缺少目標(biāo)物信息的情況下，利用一般的方式是很難獲取多自由度假肢的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解的，但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過模擬神經(jīng)元的工作方式，使其具有能夠以任意精度逼近任意函數(shù)的強(qiáng)大功能，因此利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過訓(xùn)練可以形成多自由度假肢的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)

3、求解模型，將獲取的目標(biāo)位置輸入已經(jīng)訓(xùn)練得到的模型，通過VC++6.0與matlab的聯(lián)合編程的方法可以實(shí)時(shí)獲取多自由度假肢反解模型輸出的各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置實(shí)現(xiàn)定位-抓取的功能，為了使假肢在運(yùn)動(dòng)的過程中實(shí)現(xiàn)手部的實(shí)時(shí)平衡，在假肢腕部加裝了姿態(tài)傳感器，為了保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，利用互補(bǔ)濾波算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波，通過獲取手部的姿態(tài)值，并根據(jù)特定的算法來實(shí)現(xiàn)手部姿態(tài)的平衡控制。
　　利用windows提供的多